作为今天凌晨苹果公司春季产品活动的压轴好戏，苹果推出了Apple Silicon SoC M1 系列的第四个也是最后一个成员——M1 Ultra。M1 Ultra 直接针对台式机——特别是苹果的新 Mac Studio。
两个M1 Max结合——超级M1（M1 Ultra）
苹果公司在其高负载CPU和GPU SoC上再次提高了其性能。在此过程中，Apple不仅将两个M1 Max裸芯片结合到一个芯片封装中，而且将两个裸芯片呈现为一个单一的单片 GPU，从而为行业带来了新的技术路线，这标志着芯片制造行业的又一个先例。
早在去年秋天苹果发布M1 Pro和功能强大的M1 Max时，我们就认为苹果已经完成了M1芯片所有的内容。毕竟，苹果如何能超越已经突破台积电N5工艺单芯片制造极限呢（432）？但是，事实证明，苹果可以做得更好。也许用两倍更好形容更为准确。苹果的终极M1芯片设计——M1 Ultra，苹果已将两个 M1 Max裸芯片粘合到一个基板上，其结构优势使其硬件性能翻倍。
新M1 Ultra的核心是有点旧的东西：M1 Max芯片。具体来说，苹果公司在这里使用了两个M1 Max芯片，然后将它们粘合在一起以形成 1140亿晶体管的大规模融合。
在 CPU 方面，这意味着现在M1 Ultr在总共可以提供20个CPU核心。这包括16个注重性能的 Firestorm 核心和4个注重效率的 Icestorm 核心。鉴于 M1 Ultra仅针对台式机（与 M1 Max 不同），效率核心在这里发挥的作用并不大，因为 Apple 不需要节能，只需发挥性能即可。但是，正如我们所看到的，效率核心它们本身就是相当强大的内核，并且将有助于在多线程场景中增加芯片的 CPU 吞吐量。
与苹果公司产品公告的展示一样，该公司并未在此处披露M1 Ultra的CPU运行频率。该芯片以桌面为中心的特性意味着，如果苹果愿意，他们可以将运行频率推得比M1 Max 高一点，但这需要放弃芯片的最佳能效才能做到这一点。
同时，将芯片上的M1 Max芯片数量翻倍意味着苹果能够将芯片上的内存通道数量翻倍，从而使它们的整体内存带宽翻倍。M1 Max有16个LPDDR5-6400通道，总内存带宽为408GB/秒，而M1 Ultra将其翻倍，达到 32个LPDDR5通道和800GB/秒的内存带宽。与M1 Max 一样，这是通过将LPDDR5芯片直接焊接到芯片封装上来实现的，在M1 Ultra上总共占据8个内存芯片。
凭借 32 个GPU内核，M1 Max 已经创造了单片集成GPU的记录。现在，苹果公司已经将单芯片上的GPU核心数量翻了一番，达到了64个GPU内核。
与几十年来在工作站中很常见的单芯片/多芯片 CPU 配置不同，苹果的多芯片GPU配置是一种截然不同的方案。GPU 消耗的内部带宽量（对于高端部件而言远远超过1TB/秒），这一直使得将它们连接起来在技术上令人望而却步。因此，在传统的多GPU系统（例如Mac Pro）中，每个 GPU 都作为系统的单独设备呈现，软件供应商需要寻找创新的方式将它们一起使用。在实践中，这意味着让多个GPU处理不同的任务，因为带宽不足意味着它们不能有效地协同处理单个图形任务。
有了 UltraFusion，Apple 成为了第一家在芯片封装层面完成两个独立GPU的结合的供应商。此外，苹果宣称 M1 Ultra 的 GPU 性能超过了 NVIDIA 的 GeForce RTX 3090，后者是目前零售市场上先进的显卡。比较乐观的是，他们能够做到这一点，估计其能会超过100瓦，或者比RTX 3090少200瓦。
苹果拥有的小芯片数量也是其低功耗的关键之一。正如我们已经在 M1 Max 中看到的那样，苹果研发团队已经构建了足够数量的GPU，使之可以在电压/频率曲线上保持良好的时钟速度和较低的时钟速度，从而降低整体功耗。相比之下，RTX 3090 旨在追求性能而不考虑功耗，让 NVIDIA 能够从中获得出色的性能，但只能通过在电压频率曲线上升来实现。当然，苹果在这里享有巨大的制造工艺优势，我们可以对比台积电的N5工艺与三星的8nm工艺所带来的的性能差距。
结语
苹果公司宣布了一款跨多个级别的业内没有同行的SoC。在工作站中使用单芯片/多芯片对于CPU来说是一种成熟的技术，但GPU使用这样的技术做可能会令苹果独占鳌头。如果他们的透明多GPU技术像公司声称的那样先进，那么苹果将在性能和开发制造这种芯片所需的尖端技术方面进一步领先竞争对手。在这方面，虽然苹果在其 UltraFusion 2.5D 芯片封装技术方面落后于行业，但他们试图用M1 Ultra做的不仅仅是弥补失去的时间。
大众都非常渴望看到M1 Ultra在实际应用场景中的表现。苹果已经为M1 Max设定了一个相当高的标准，现在他们的目标是用M1 Ultra超越它。如果他们能够实现这些目标，那么他们将在短短6个月内两次为SoC设计创造新的制高点。这些消息，笔者相信会振奋行业。
（以上文章翻译、改编自Ryan Smith美国时间3月8日发布文章《Apple Announces M1 Ultra: Combining Two M1 Maxes For Workstation Performance》）
